來源:建筑鋼結構網 作者: 時間:2009-12-22
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摘 要：介紹廣州南沙開發區新蕉門大橋總體設計的主要技術標準、設計原則、設計重點和難點，對城市橋梁與輕軌合建工程在總體設計時的重點和難點等方面進行分析。可以開拓設計思路，用于相近工程設計時的參考。
關鍵詞：城市橋梁 輕軌 總體設計 雙塔鋼桁梁斜拉橋
1、工程概況
新蕉門大橋工程位于廣州南沙地區的中部組團，橫跨南沙經濟開發區和珠江管理區。路線大致為東西走向，全長約9.1km；規劃為城市主干道，規劃寬度60m.近期工程包括道路、立交、新蕉門大橋設計。新蕉門大橋跨越水域寬度1100m的龍穴南水道，由于橋位距出海口較近，對通航要求較高，其中主航道通航孔凈空：200m×24m，輔航道通航孔凈空：110m×18m.大橋采用三百年一遇的洪水頻率設計，最高通航水位為7.4m.橋梁結構采用140m+280m+140m雙塔鋼桁梁斜拉橋，分上、下層布置，上層為雙向6車道的城市交通，下層為雙線輕軌交通（見圖1）。
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新蕉門大橋工程既是連接南沙經濟開發區和珠江管理區的重要紐帶,又是南沙經濟開發區一條重要的對外通道。工程的實施對解決城市組團間跨區交通、城市區域對外交通起到非常重要的作用。
2、總體設計
2.1主要技術標準
2.1.1主線道路及新蕉門大橋
城市主干道：設計車速60km/h；道路采用瀝青混凝土路面；橋梁采用城-A荷載；最大縱坡3%；最小坡長170m；橫坡2%雙面坡。
2.1.2輕軌線路標準
最小平面轉彎半徑：一般不小于150m，困難地段50m；輕軌預留最小寬度9.6m；凈高控制≥6.8m；最小豎曲線半徑1000m；最大坡度5%；軌距1.435m；行車方式為右側行車；最高行車速度為80km/h。
2.1.3立交設計標準
設計車速主線為60km/h；匝道為40km/h.采用城-A荷載。最大縱坡主線為4%；匝道為5.5%。
2.2設計原則
2.2.1平面設計
滿足規劃道路、輕軌走向要求，結合工程實際情況確定路線走向；大橋橋址的選定滿足水利、航道及規范要求；滿足輕軌分離、銜接要求；預留遠期輕軌用地；減少對沿線自然生態環境的破壞。
2.2.2縱斷面設計
滿足工程區域內防洪標高要求（線路全線道路中線最低控制標高為6.3m）；滿足與沿線現有道路交叉口標高及立交連接要求；滿足線路跨越的河涌、水道的通航凈高要求；滿足現有南部快速干線高架橋、規劃路（含堤岸）行車凈空（≥5m）；滿足輕軌分離、銜接要求；符合規范設計要求的前提下，綜合考慮全線土方平衡、利于大橋施工、避免大填大挖、環境保護等方面。
2.2.3橫斷面設計
滿足規劃及遠期交通量要求；設置中央綠化帶、種植行道樹以改善環境，提高行車、行人的使用舒適性；預留遠期輕軌位置。
2.2.4其他
滿足公共交通要求，沿線設置港灣式公共汽車停靠站；滿足行人安全要求，交叉口處均進行交通渠化，并設置人行斑馬線及行人過街信號燈。
2.3設計重點
2.3.1平面選線
路線全線長約9.1km，基本與規劃道路中線吻合。路線沿線與4條城市主干道相交，規劃寬度均為60m.在下穿現有南部快速干線高架橋時，為保證通行凈空和行車視距，道路中線進行偏移，偏移后橋墩位于道路中央分隔帶及兩側人行道上。路線在水道東側至環島西路之間，地處起伏的山丘，為減少對山體的破壞，設計橋位相對規劃橋位向東南向微調55~75m。
2.3.2橋位確定
大橋橋位根據橋址評審研討會中航道、水利、規劃等相關部門的意見，選在河道順直、河床穩定的水域段，橋位與常水位水流方向基本垂直。由于受水道東岸山丘的限制，線路新蕉門大橋設計橋位較規劃橋位南偏75~55m.在設計標高基本相等條件下，規劃橋位對東岸的山體開挖高度會比設計橋位增高20m，且護坡高度達到50m，開挖土石方量增加約33萬m3.從保護環境、降低工程造價、保證行車安全等多方面考慮，采用設計橋位作為實施線位。
2.3.3環島西路立交(近期實施)
通過比較且經規劃部門審批，采用環島西路立交為近期實施立交形式。
根據相交道路規劃性質和規劃車道數，環島西路立交主線高架橋為雙向6車道和雙向4車道，橋寬分別為26.0m和19.0m，并設置兩條右轉匝道。匝道為單向雙車道，寬度9.5m.所有左轉車流通過右轉駛入環島西路后調頭完成交通轉換，環島西路平面交叉口保持現有形式和交通組織。
該方案立交形式簡潔，環島西路現有平面交叉口交通組織和渠化基本維持現狀，工程實施時交通可基本保持正常運行，減少拆遷，工程造價低。
2.4設計難點
2.4.1輕軌分離段設計
新蕉門大橋是與輕軌合建的大跨徑雙塔鋼桁梁斜拉橋，總體設計中需考慮滿足規劃輕軌走向的要求；輕軌平面、縱斷面、橫斷面、凈空的設計要求；根據兩岸不同的地形地勢，以跨越水面后橋梁與輕軌盡早分離為原則，減少近期工程投資；同時了解工程沿線規劃用地，為遠期輕軌的接入預留一定的空間；根據城市交通上行、輕軌下行的布置形式，考慮輕軌從平面分離或平縱結合實現空間分離的可能性。
通過比較，采用下述方案實現橋梁與輕軌的分離（見圖2）。
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主線上層城市交通橋梁平面保持不變，輕軌在跨越水道后，于橋梁下部以S型平曲線轉出（半徑200m），實現橋梁與輕軌的分離。縱斷面設計中，輕軌在S形平曲線范圍內，仍與主線坡度相同，平面轉出后，輕軌可根據實際需要設置變坡點。
優點：主線橋梁線形流暢；輕軌分離后位于主線橋梁的一側，遠期實施時易于接入，且遠期施工時對已有工程影響較小；輕軌遠期實施時平縱布局空間大，遠期建設費用會減少。
缺點：輕軌平面線形標準偏低，車速受限制，空間美觀性差，從規劃用地考慮，造成主線與輕軌所夾地塊浪費。在水道西岸，輕軌在道路一側，對該側遠期規劃住宅噪聲影響較大，如按本方案實施，規劃需對用地范圍、用地性質做較大調整。
3、總體設計小結
在涉及道路、橋梁、立交、輕軌等綜合性項目的總體設計中，應該首先把握住設計的重點和難點。總體設計中，道路設計的重點是平面選線，直接影響工程的可行性、經濟性、美觀性。橋梁的設計重點在于橋位的選擇，且滿足航道部門、水利部門、規劃部門的要求。立交設計的重點是立交形式滿足交通要求，并著重考慮用地拆遷問題。設計的難點是確定輕軌的分離方式。在市政工程設計中，較少遇到城市橋梁與輕軌合建的工程。在本工程中輕軌為遠期實施，因此在設計中，除了需要掌握輕軌在平面、縱斷面、凈空、凈寬等方面的設計要求外，還需要充分考慮輕軌遠期實施時接入的可能性、經濟性，做到近期實施合建的同時，兼顧遠期設計空間的預留。在設計中，根據項目的實際情況，如城市交通與輕軌的空間布置形式、兩岸的地形地勢、沿線的規劃用地等方面進行綜合分析，確定出切實可行的方案。
